{"id":1358,"date":"2024-09-09T15:06:54","date_gmt":"2024-09-09T15:06:54","guid":{"rendered":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/?p=1358"},"modified":"2024-09-09T15:07:35","modified_gmt":"2024-09-09T15:07:35","slug":"existe-la-luna-cuando-no-la-miramos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/existe-la-luna-cuando-no-la-miramos\/","title":{"rendered":"\u00bfExiste la Luna cuando no la miramos?"},"content":{"rendered":"\n

Alberto Casas Gonz\u00e1lez<\/a>, Instituto de F\u00edsica Te\u00f3rica (IFT – UAM – CSIC)<\/a><\/em><\/p>\n\n\n\n

Hacia el a\u00f1o 1950, Albert Einstein acostumbraba a pasear por los alrededores del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, charlando con su colega y posterior bi\u00f3grafo Abraham Pais<\/a>, experto en f\u00edsica de part\u00edculas.<\/p>\n\n\n\n

En uno de esos paseos, Einstein se detuvo bruscamente y, volvi\u00e9ndose hacia Pais, resumi\u00f3 en una simple pregunta su aversi\u00f3n por la f\u00edsica cu\u00e1ntica: \u201c\u00bfUsted cree realmente que la Luna no est\u00e1 ah\u00ed cuando no la mira?\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Parece una pregunta tonta, pero no lo es. Y lo cierto es que, muchos a\u00f1os despu\u00e9s, seguimos sin tener una respuesta definitiva.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/
Fotograf\u00eda de una superluna que se eleva detr\u00e1s del Capitolio de EE.UU. NASA\/Joel Kowsky<\/a>, CC BY<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Einstein y su pregunta<\/h2>\n\n\n\n

El prestigio de Einstein en aquel momento era excepcional, pero deb\u00eda sentir algo muy parecido a la melancol\u00eda. Hac\u00eda a\u00f1os que sus teor\u00edas no interesaban a la comunidad cient\u00edfica. Einstein era considerado un genio venerable que, sin embargo, hab\u00eda perdido el pulso del avance cient\u00edfico y no aportaba ya nada interesante. Eran nuevos tiempos en los que la teor\u00eda que triunfaba en todos los \u00e1mbitos era la f\u00edsica cu\u00e1ntica.<\/p>\n\n\n\n

Einstein no estaba en contra de la f\u00edsica cu\u00e1ntica entendida como una teor\u00eda efectiva, \u00fatil para realizar c\u00e1lculos pr\u00e1cticos. Era consciente de su \u00e9xito fabuloso y comprend\u00eda perfectamente su formalismo. Es m\u00e1s, hab\u00eda sido la primera persona en tomarla en serio en un art\u00edculo de 1905 acerca del efecto fotoel\u00e9ctrico<\/a> que le vali\u00f3 el premio Nobel en 1921<\/a>. Posteriormente realiz\u00f3 otros trabajos sensacionales en los que us\u00f3 la f\u00edsica cu\u00e1ntica para predecir fen\u00f3menos como la emisi\u00f3n estimulada<\/a> (la base del desarrollo del rayo l\u00e1ser).<\/p>\n\n\n\n

Entonces, \u00bfcu\u00e1les eran las objeciones de Einstein a la nueva teor\u00eda?<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/a>
Niels Bohr y Albert Einstein durante uno de sus muchos debates sobre mec\u00e1nica cu\u00e1ntica en las Conferencias de Solvay de 1927 y 1930. Paul Ehrenfest \/ Wikimedia Commons<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Estar en dos lugares a la vez<\/h2>\n\n\n\n

Lo que le repugnaba a Einstein de la f\u00edsica cu\u00e1ntica es que no es una teor\u00eda realista<\/em>, es decir, una teor\u00eda en la que las magnitudes f\u00edsicas tienen valores bien definidos, independientemente de nuestra habilidad para medirlas con mayor o menor precisi\u00f3n. Por ejemplo, en una teor\u00eda realista un objeto ordinario, como una pelota, debe tener en todo momento una posici\u00f3n bien definida. Puede que nosotros no conozcamos esa posici\u00f3n con precisi\u00f3n infinita, quiz\u00e1 ni siquiera estamos mirando a la pelota o se nos ha olvidado donde la dejamos por \u00faltima vez, pero a\u00fan as\u00ed la pelota debe poseer una \u2013y solo una\u2013 posici\u00f3n. En la f\u00edsica cu\u00e1ntica, sin embargo, las cosas pueden ser muy diferentes.<\/p>\n\n\n\n

Supongamos que una part\u00edcula, por ejemplo un electr\u00f3n, est\u00e1 en la posici\u00f3n A. En f\u00edsica cu\u00e1ntica ese estado se representa as\u00ed:<\/p>\n\n\n\n

                        |A\u27e9\n<\/code><\/pre>\n\n\n\n
Si medimos la posici\u00f3n del electr\u00f3n, encontraremos que est\u00e1 en A. Pero el electr\u00f3n podr\u00eda estar en una superposici\u00f3n de dos estados, por ejemplo:<\/p>\n\n\n\n
                    |A\u27e9 + |B\u27e9\n<\/code><\/pre>\n\n\n\n
En ese caso, al medir su posici\u00f3n, el electr\u00f3n puede aparecer en A o en B con una probabilidad del 50 %. Este fen\u00f3meno se denomina \u201ccolapso\u201d en la jerga cu\u00e1ntica.<\/p>\n\n\n\n
Es importante entender el significado de esta afirmaci\u00f3n. No es que antes de medir el electr\u00f3n tuviera una posici\u00f3n definida (A o B) y que nosotros la ignor\u00e1ramos: es que no<\/em> la ten\u00eda.<\/p>\n\n\n\n
Einstein rechazaba que la naturaleza pudiera comportarse de esta forma. Consideraba que, realmente, el electr\u00f3n deb\u00eda tener una posici\u00f3n concreta. Y qui\u00e9n dice posici\u00f3n, dice cualquier otra magnitud f\u00edsica esencial: velocidad, momento angular, etc. Desde su perspectiva, la f\u00edsica cu\u00e1ntica ser\u00eda solo una forma astuta de gestionar nuestra ignorancia.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, seg\u00fan los postulados de la f\u00edsica cu\u00e1ntica, la superposici\u00f3n de estados no es un artificio matem\u00e1tico para describir o disimular nuestra ignorancia acerca de la \u201cverdadera\u201d posici\u00f3n de la part\u00edcula, sino que representa su estado real. Y en ese estado conviven las dos posibilidades: \u201celectr\u00f3n en A\u201d y \u201celectr\u00f3n en B\u201d.<\/p>\n\n\n\n
Esto no es una locura<\/h2>\n\n\n\n
\u00bfC\u00f3mo sabemos que esto es as\u00ed si, al observar el electr\u00f3n, su estado colapsa? Es decir, si siempre aparece en una y solo una de las dos posiciones.<\/p>\n\n\n\n
La clave es que, mientras no es observado<\/em>, el electr\u00f3n contin\u00faa en una superposici\u00f3n de estados, y esto hace que evolucione de forma diferente a como lo har\u00eda si tuviera solo una posici\u00f3n bien definida. Por ejemplo, las dos \u201cramas cu\u00e1nticas\u201d (\u201celectr\u00f3n en A\u201d y \u201celectr\u00f3n en B\u201d) pueden presentar fen\u00f3menos de interferencia que son verificables experimentalmente, como en el famoso experimento de la doble rendija<\/a>.<\/p>\n\n\n\n
Y, \u00bfest\u00e1 o no est\u00e1 la Luna?<\/h2>\n\n\n\n
Claro que, de momento, hemos hablado de diminutos electrones, y no de la Luna. \u00bfPermite la f\u00edsica cu\u00e1ntica que objetos macrosc\u00f3picos, incluso tan grandes como la Luna, est\u00e9n tambi\u00e9n en una superposici\u00f3n de estados?<\/p>\n\n\n\n
A d\u00eda de hoy no hay una respuesta segura. La forma ortodoxa<\/em> de proceder (llamada interpretaci\u00f3n de Copenhague<\/a>) consiste en lo siguiente: los sistemas microsc\u00f3picos, como un electr\u00f3n, pueden estar en superposiciones de estados, pero esas superposiciones colapsan en cuanto son \u201cobservadas\u201d por un objeto macrosc\u00f3pico.<\/p>\n\n\n\n
El observador<\/em> puede ser una persona, pero tambi\u00e9n una c\u00e1mara fotogr\u00e1fica, un detector de part\u00edculas o cualquier sistema de un cierto tama\u00f1o que interact\u00fae con el sistema microsc\u00f3pico.<\/p>\n\n\n\n
La Luna observada<\/h2>\n\n\n\n
Por su parte, los sistemas macrosc\u00f3picos no estar\u00edan nunca en esas extra\u00f1as superposiciones. Y este ser\u00eda el caso de la Luna. De hecho, aunque la Luna pudiera estar en una superposici\u00f3n, colapsar\u00eda instant\u00e1neamente, ya que est\u00e1 siendo continuamente \u201cobservada\u201d, no solo por seres humanos, sino por otros sistemas macrosc\u00f3picos que interact\u00faan con ella, como la propia Tierra con su atracci\u00f3n gravitatoria.<\/p>\n\n\n\n
As\u00ed que la Luna siempre estar\u00eda ah\u00ed, la miremos nosotros o no, con una posici\u00f3n bien definida.<\/p>\n\n\n\n
Pero entonces, \u00bfa qu\u00e9 viene la pregunta de Einstein?<\/p>\n\n\n\n
\u00bfD\u00f3nde est\u00e1 la frontera?<\/h2>\n\n\n\n
La interpretaci\u00f3n de Copenhague es muy pr\u00e1ctica y todos los f\u00edsicos la usamos en el d\u00eda a d\u00eda, pero es profundamente insatisfactoria. Lo es porque traza una l\u00ednea (no se sabe muy bien d\u00f3nde) entre dos tipos de entes f\u00edsicos: los microsc\u00f3picos, sujetos a las leyes cu\u00e1nticas, y los macrosc\u00f3picos, que estar\u00edan libres de esas extra\u00f1as leyes.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, deteng\u00e1monos en el hecho de que todos los objetos macrosc\u00f3picos est\u00e1n hechos de part\u00edculas microsc\u00f3picas. Entonces, \u00bfa partir de qu\u00e9 n\u00famero de part\u00edculas el objeto se \u201clibera\u201d de las leyes cu\u00e1nticas? Grandes f\u00edsicos, como Schr\u00f6dinger<\/a>, Feynman<\/a>, Weinberg<\/a> o Penrose<\/a> (todos ellos premios Nobel) han mostrado su profundo desagrado por este postulado, por m\u00e1s que sea la forma pr\u00e1ctica de proceder.<\/p>\n\n\n\n
La interpretaci\u00f3n de los muchos mundos<\/h2>\n\n\n\n
\u00bfHay alguna alternativa? S\u00ed, las hay, aunque cada una tiene sus propios problemas.<\/p>\n\n\n\n
Seg\u00fan la llamada \u201cinterpretaci\u00f3n de los muchos mundos\u201d, propuesta por Hugh Everett<\/a>, el desagradable fen\u00f3meno del colapso no se produce nunca. Nuestro electr\u00f3n anterior en la superposici\u00f3n |A\u27e9+|B\u27e9 se mantiene en dicha superposici\u00f3n, aunque lo observemos.<\/p>\n\n\n\n
Pero entonces, \u00bfpor qu\u00e9 no lo vemos en dos sitios a la vez?<\/p>\n\n\n\n
La raz\u00f3n es que, al observarlo, el observador se convierte en parte del experimento y entra, tambi\u00e9n \u00e9l, en una superposici\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Si denominamos |Obs\u27e9 a nuestro estado cu\u00e1ntico (el estado cu\u00e1ntico del observador), el estado del sistema conjunto<\/em> observador-electr\u00f3n es el producto de ambos, |Obs\u27e9(|A\u27e9+|B\u27e9). Ahora f\u00edjense en esta igualdad matem\u00e1tica simple:<\/p>\n\n\n\n
        |Obs\u27e9(|A\u27e9+|B\u27e9) = |Obs\u27e9|A\u27e9 + |Obs\u27e9|B\u27e9\n<\/code><\/pre>\n\n\n\n
El observador ha entrado en la superposici\u00f3n \u201cobservador que ve el electr\u00f3n en A\u201d \u2013 \u201cobservador que ve el electr\u00f3n en B\u201d.<\/p>\n\n\n\n
Las dos realidades conviven, aunque cada una no es consciente de la existencia de la otra. Si esta interpretaci\u00f3n fuera correcta, la Luna estar\u00eda en una posici\u00f3n determinada, pero en un \u201cuniverso paralelo\u201d podr\u00eda tener una posici\u00f3n diferente.<\/p>\n\n\n\n
El debate sobre la interpretaci\u00f3n del proceso de observaci\u00f3n est\u00e1 abierto y, de momento, sin una conclusi\u00f3n clara.<\/p>\n\n\n\n
La cr\u00edtica de Einstein y el entrelazamiento cu\u00e1ntico<\/h2>\n\n\n\n
Volvamos a Einstein y su \u00e9pica batalla contra la f\u00edsica cu\u00e1ntica. En 1935, en colaboraci\u00f3n con Boris Podolsky y Nathan Rosen<\/a>, formul\u00f3 la cr\u00edtica de m\u00e1s calado que se haya hecho a esta teor\u00eda. Posiblemente fue su \u00faltimo gran trabajo cient\u00edfico. En \u00e9l se demostraba que los postulados cu\u00e1nticos conduc\u00edan, en experimentos imaginados, a fen\u00f3menos \u201cabsurdos\u201d. Esos fen\u00f3menos absurdos son lo que hoy se conoce como entrelazamiento cu\u00e1ntico<\/em>.<\/p>\n\n\n\n
Lo ir\u00f3nico del caso es que, muchos a\u00f1os despu\u00e9s, cuando Einstein ya hab\u00eda fallecido, el fen\u00f3meno del entrelazamiento fue demostrado experimentalmente<\/a>. Podemos decir que Einstein perdi\u00f3 su batalla contra la f\u00edsica cu\u00e1ntica. Su visi\u00f3n materialista y realista del mundo es incompatible con el fen\u00f3meno del entrelazamiento cu\u00e1ntico que \u00e9l mismo ayud\u00f3 a descubrir.<\/p>\n\n\n\n
Pero, en realidad, la batalla por la interpretaci\u00f3n de la f\u00edsica cu\u00e1ntica a\u00fan se est\u00e1 librando. Solo cuando concluya podremos responder con rotundidad a la \u201cinocente\u201d pregunta de Einstein sobre la Luna: \u00bfest\u00e1 ah\u00ed si no miramos?<\/p>\n\n\n\n
Alberto Casas Gonz\u00e1lez<\/a>, Profesor de investigaci\u00f3n, Instituto de F\u00edsica Te\u00f3rica (IFT – UAM – CSIC)<\/a><\/em><\/p>\n\n\n\n
Este art\u00edculo fue publicado originalmente en The Conversation<\/a>. Lea el original<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Alberto Casas Gonz\u00e1lez, Instituto de F\u00edsica Te\u00f3rica (IFT – UAM – CSIC) Hacia el a\u00f1o 1950, Albert Einstein acostumbraba a pasear por los alrededores del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, charlando con su colega y posterior bi\u00f3grafo Abraham Pais, experto en f\u00edsica de part\u00edculas. En uno de esos paseos, Einstein se detuvo bruscamente y,… Leer m\u00e1s »\u00bfExiste la Luna cuando no la miramos?<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1359,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","_themeisle_gutenberg_block_has_review":false,"footnotes":""},"categories":[19,8],"tags":[],"class_list":["post-1358","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-divulgacion","category-medios"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1358","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1358"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1358\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1361,"href":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1358\/revisions\/1361"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1359"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1358"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1358"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1358"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}